今年3月份,吉林化纖集團有限責任公司(以下簡稱“吉林化纖”)憑借在碳纖維領域的創新突破,被國務院國有資產監督管理委員會評選為“創建世界一流專精特新示范企業”。
近年來,吉林化纖碳纖維板塊迅速壯大。今年一季度,集團實現工業總產值48.4億元,同比增長19%,其中碳纖維板塊增長1.8倍。目前,吉林化纖正加快推進40萬噸碳纖維產業鏈項目,力爭到“十四五”時期末形成33萬噸原絲、10萬噸碳纖維、6.5萬噸復合材料的生產能力。
咬定青山攻碳絲
走進吉林化纖子公司凱美克公司的碳化線車間,只見424米的生產線上,一束束白色原絲經過氧化、低溫碳化、高溫碳化等工序,被加工為黑色碳絲。七八根單絲合在一起才有一根頭發絲那般粗細,一束1.2萬根單絲的碳纖維絲束竟可以承受兩三個成年人的重量。
碳纖維被譽為“黑色黃金”,它比鋼的強度大、比鋁的質量輕,可用于新能源裝備、汽車輕量化、航空航天等領域,性能好、附加值高。
吉林化纖意識到,普通纖維產品用量大,但利潤低、收益小;高端纖維材料的利潤高,但技術門檻也高。吉林化纖在進行一番市場調研和專家研究后,瞄準高端纖維材料賽道,于2006年10月開始研發碳纖維原絲。
吉林化纖研發人員陳海軍告訴記者,碳纖維原絲的技術含量約占碳纖維生產技術含量的70%,原絲的好壞在很大程度上決定了碳絲質量。生產出高質量的原絲,是第一步要解決的問題。
憑借十幾年二甲基乙酰胺(DMAC)濕法兩步法腈綸生產的技術經驗和工程優勢,吉林化纖借助由企業技術人員和高校專家組成的碳纖維創新團隊,自主設計實驗裝置,通過70余項技術改進、設備改造和上百次反復試驗,在2007年4月生產出第一批碳纖維原絲。
為盡快研發出合格產品,研發人員翻閱大量文獻資料,幾乎天天扎在實驗室和生產現場。2008年1月,通過對生產線的工藝優化和技術改造,吉林化纖生產出100軸共500千克碳纖維原絲,經碳化測試超過相關指標等級,獲得兩項國家發明專利。
掌握了核心技術后,吉林化纖集聚公司資源加快推進碳纖維產業化生產,于2011年9月建成投產5000噸碳纖維原絲項目,碳纖維原絲實現規模化生產。從2013年開始,吉林化纖在碳纖維原絲生產的基礎上,加大科研力度,向“高精尖”的碳絲方向沖刺。
“當時,碳纖維的市場應用不像今天這樣廣泛,公司還常常出現虧損。”回想起當年的艱難,陳海軍歷歷在目。他說,集團看準行業發展趨勢,堅持“用百億產值支撐和撬動碳纖維的科研與發展”,全體員工發揚“寧可黑發變白發,也要把白絲變黑絲”的精神,實現碳絲規模化生產。
去年11月18日,吉林化纖12000噸碳纖維項目第一條碳化線開車成功,這條生產線擁有8項技術專利,實現更便捷的操作控制、更安全的氧化工藝、更環保的排廢系統。如今,吉林化纖累計投入數十億元進行技術革新,攻克了一系列技術難關。
形成產業全鏈條
在碳絲產能充分釋放的同時,吉林化纖已形成從原絲到碳絲再到復合材料的碳纖維全產業鏈,成為大絲束原絲市場化企業,其大絲束產品已實現通用化、高品質、高效率,小絲束產品也已做到專業化、高性能。碳纖維產品質量也在不斷提升,多個規格產品達到國內領先水平,一款大絲束碳纖維產品應用于知名風電葉片制造企業,有效帶動了下游制造效率的提升。
走進吉林化纖下屬的吉林國興復合材料有限公司生產車間,只見盤曲成卷的黑色拉擠板整齊碼放著。車間主任王普順告訴記者,這些拉擠板就是用吉林化纖的碳纖維制成的,主要用在風電葉片主梁上,發揮其強度高、質量輕的優勢,使機組更加輕盈高效。
吉林化纖與國內多家知名風電主機廠家形成戰略合作關系,成為碳板采購供應商,并與下游企業聯合進行海陸葉片大型化低成本碳板開發。
除了用于風電葉片制造,碳纖維復合材料還在各種拉擠型材、建筑補強、熱場材料等領域得到廣泛應用。吉林化纖積極拓展碳纖維市場應用場景,比如碳纖維預浸料可用于生產碳纖維魚竿、自行車、網球拍等體育休閑用品;碳纖維編織布在建筑補強領域應用廣泛;碳纖維纏繞體可生產天然氣、氫氣儲氣瓶等。
在今年春季舉行的開工儀式上,汽車板簧項目、纏繞氣瓶項目、碳纖維助劑項目等5個項目被列為吉林化纖2023年重點新建項目。這些都是碳纖維產業高端化、產業鏈一體化發展的關鍵項目。截至目前,吉林化纖原絲產能達16萬噸,碳化產能達4.9萬噸,復材產能近2萬噸,碳纖維全產業鏈已初具規模。
頑強拼搏為創新
在走向技術前列的過程中,吉林化纖研發團隊頑強拼搏、不懈奮斗,攻克了一個個科研難關,戰勝了一個個技術難題。
紡絲車間高級主管郭甲東在公司大絲束產品升級遇到瓶頸時,在生產線上連續摸索調整20天沒有回家;負責生產線智能控制系統的郎健慧在進行有關碳化線安裝時,因為時間緊、工期短、人不足,沒圖紙、沒經驗、沒示范,幾乎每天工作到凌晨,200多個回路、500多個端線在她的指揮下無一接錯,碳化示范線一次開車成功……
吉林化纖始終把人才和創新工作放在企業發展中的突出位置,堅持“人才強企、科技興企”戰略,依托主要業務板塊成立8個研究所,通過建機制、搭平臺、攻課題,有效激發了人才創新能力。
以碳纖維原絲自主研發為例,吉林化纖發揮企業腈綸生產技術和人才優勢,發揮人造絲生產精細化管理優勢,在碳纖維原絲生產中深入開展“提質、提速、提產、提效”四提工程,倡導圍繞全過程清潔生產,開展提高潔凈度攻關,減少系統雜質70%以上;利用“高校—企業—客戶”產學研用技術交流平臺,以勻質化攻關為切入點,大刀闊斧進行工藝優化和設備改造,提高原絲產品質量穩定性;通過原液系統深挖潛能,動力系統核定升級,關鍵部件精準優化,開展提速增錠改造,原絲紡速提高了17.6%,單線產能達到原來4條線的設計產能之和。目前,吉林化纖每年都與國外企業簽訂上千噸的出口訂單。
不斷進步的生產技術,日益拓展的應用場景,快速增加的市場訂單,讓吉林化纖上上下下越發忙碌起來,廠房等基礎設施建設也在提速。近幾年,吉林化纖大力推進碳纖維項目建設,每條生產線的建設周期不超過一年,安裝時間不超過3個月,調試時間都在縮短,達產達效時間都在提前,不斷刷新同級別生產線的建設周期。
“‘十四五’時期,吉林化纖規劃了24個碳纖維產業項目。吉林化纖將不斷推動碳纖維質量提高和成本降低,繼續拓展下游應用領域,實現全產業鏈一體化發展,將碳纖維產業做強做優做大,向世界一流碳纖維生產企業的第一方陣邁進。”吉林化纖集團有限責任公司黨委書記、董事長宋德武說。(本報記者 馬洪超)
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